Reeds in 1589, dus op 25-jarige leeftijd, ontving Galilei op aanbeveling van zijn beschermheer, de markies Guibaldo del Monte, een benoeming tot hoogleraar aan zijn eigen universiteit, die te Pisa. Dergelijke benoemingen golden in het algemeen slechts voor een beperkte tijd, in dit geval voor 3 jaar, waarna herbenoeming kon plaatsvinden. De loongeving ging af van het gedoceerde vak: een medicus kon wel 2000 scudi/ jaar verdienen, Galilei moest zch beperken tot 60 scudi/jaar. Door het geven van bijlessen moest de kersverse hoogleraar in zijn levensonderhoud proberen te voorzien. In deze periode deed Galilei zijn hydrostatische metingen met een door hem ontworpen hydrostatische balans. Daarin inspireerde hij zich op Archimedes, zijn grote en diep vereerde voorbeeld. Verder kent men uit Pisa zijn geschriften over beweging, De Motu ca. 1590. We zullen deze geschriften, die herhaaldelijk voor publicatie werden herwerkt maar tenslotte toch in de portefeuille bleven, later bespreken. Het is nu voldoende op te merken hoe Galilei zich blijkbaar van het begin af stelselmatig en intensief met deze problemen bezighoudt. Hij schrijft eenvoudig en duidelijk, want het gaat hem om een maximum aan intellectuele helderheid. Hij wijkt hiermee bewust af van het gebruik van zijn tijd, waarin men een barokke, overladen wijze van uitdrukking nastreefde, vol poëtische en mythologische toespelingen.
Hij schiep de wetenschappelijk stijl door de dingen zelf te laten spreken, Olschinki.
Zijn wetenschappelijke kritiek begint vaak met stijlkritiek.
Reeds voor de afloop van de termijn van 3 jaar nam Galilei ontslag in 1591. In diezelfde tijd overleed zijn vader, zijn gezin in behoeftigende omstandigheden achterlatend aan de zorgen van zijn oudste zoon, Galileo. Men heeft Galileo's ontslag proberen te verklaren door conflicten, te Pisa ontstaan op de grond van zijn bestrijding van de gangbare leer. Wohlwill meent echter, dat de inkomsten van zijn betrekking te Pisa niet konden voldoen aan de behoeften van zijn ouderlijke gezin, waarvan de last nog maar juist op zijn schouders was gelegd. Uit zijn geschrift De Motu blijkt alleen een levendige kritiek op de Aristotelische bewegingswetten - zoals deze reeds sedert de 14° eeuw geregeld werden geuit - maar niet op het Aristotelische stelsel als geheel. Men zou dus moeten aannemen dat de officiële opvattingen zich op klassieke inzichten hadden vastgelegd en dat zelfs de vruchtbare kritiek uit de 13° en 14° eeuw binnen het academisch onderwijs te Pisa geen gehoor meer vond.